(57)【要約】【課題】  加熱ニップ部Ｎで記録材Ｐを挟持搬送しつつ記録材上の画像ｔを加熱する像加熱装置において、加圧手段側にフィルム構成を用いた際の熱損失を最小にして定着立ち上げ時間を最小化しつつ、加圧フィルム１３をより確実に回転させることを目的とする。【解決手段】  加熱ニップ部Ｎを通過する可撓性の回転体１３と、前記加熱ニップ部Ｎよりも記録材移動方向下流側で前記回転体１３の内周面に接しており前記回転体１３を駆動するための駆動ローラ１４と、前記駆動ローラ１４と共に前記回転体１３を挟んでいる外部ローラ１５と、を有し、前記回転体１３は前記加熱ニップ部Ｎと前記外部ローラ１５の間以外の領域で張力が殆ど掛かっていないことを特徴とする像加熱装置。【選択図】図２
2006047629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、
前記加熱ニップ部を通過する可撓性の回転体と、前記加熱ニップ部よりも記録材移動方向下流側で前記回転体の内周面に接しており前記回転体を駆動するための駆動ローラと、前記駆動ローラと共に前記回転体を挟んでいる外部ローラと、を有し、前記回転体は前記加熱ニップ部と前記外部ローラの間以外の領域で張力が殆ど掛かっていないことを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記外部ローラが、前記駆動ローラと略等周速で回転するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記外部ローラは前記回転体の回転方向に対し直交する方向で記録材上の画像が通過する領域外に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記外部ローラは前記回転体が前記駆動ローラから離れる位置付近に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記駆動ローラの周方向において前記外部ローラが前記回転体に接触する位置は、前記回転体と前記駆動ローラの接触開始位置に対してπ／２（ｒａｄ）〜π（ｒａｄ）の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項６】
前記加熱ニップ部は略フラットな形状であることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項７】
前記回転体の前記加熱ニップ部の前記回転体回転方向終端から前記駆動ローラとの接触開始位置までの領域と、前記加熱ニップ部を含む仮想面と、の成す角度は０〜１０°であることを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
【請求項８】
前記装置は更に、前記回転体の内周面側の前記駆動ローラから前記加熱ニップ部までの領域に前記回転体の移動を案内するガイド手段を有し、前記回転体は前記ガイド手段によって張力を掛けられていないことを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項９】
前記加熱ニップ部は前記回転体の内周面側及び外周面側にそれぞれ設けられた挟み込み部材により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項１０】
前記装置は更に、内周面が前記外周面側の挟み込み部材に接し外周面が前記回転体の外周面に接する第２の可撓性の回転体を有することを特徴とする請求項９に記載の像加熱装置。
【請求項１１】
前記装置は記録材に画像を形成する画像形成装置に定着装置として搭載されるものであり、記録材の片面に画像を形成するとき前記第２の回転体が画像と接触することを特徴とする請求項１０に記載の像加熱装置。
【請求項１２】
前記回転体の外周面側の挟み込み部材は発熱体であることを特徴とする請求項９に記載の像加熱装置。
【請求項１３】
前記回転体の外周面側の挟み込み部材は芯金を有するローラ形状であることを特徴とする請求項９に記載の像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電子写真方式や静電記録方式等の画像形成装置において記録材（シート）上に転写方式または直接方式で形成担持させた未定着画像を加熱定着する定着装置として用いて好適な像加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の定着装置には、加熱手段に対向して配置されたフィルム状回転体（可撓性の回転体）を用いて、加熱手段とフィルム状回転体とのニップに画像形成する媒体を通過させてトナー画像を定着するものがある。このフィルム状回転体は、複数の内周駆動ローラとテンショナーにより回転動作を実現した例や（たとえば、特許文献１）、１本の内周駆動ローラを加熱手段と対向する位置に配置した上で加熱体の方向に押圧して回転動作を実現した例がある（たとえば特許文献２、特許文献３）
【特許文献１】特開平０４−２３３５６８号公報
【特許文献２】特開平０５−００２３５０号公報
【特許文献３】特開平０７−１２９００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、以上の構成からなる従来例には、フィルム状回転体の回転動作を安定化させるために、複数の内部駆動ローラを用いたり、テンショナ機構を用いたり、高剛性のフィルム回転体を使用したりと、何らかの熱容量を増大させる部品の使用が必要であり、消費電力削減や、定着装置立ち上げ時間の短縮を図るために、よりシンプルで熱の損失の少ない構成でフィルム状回転体の安定した回転動作を実現するという課題があった。
【０００４】
本発明は、この種の像加熱装置について、可撓性の回転体に奪われる熱を最小にしつつ、かつ安定した回転体駆動を簡素な機構で実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための本発明に係る像加熱装置の代表的な構成は、加熱ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、前記加熱ニップ部を通過する可撓性の回転体と、前記加熱ニップ部よりも記録材移動方向下流側で前記回転体の内周面に接しており前記回転体を駆動するための駆動ローラと、前記駆動ローラと共に前記回転体を挟んでいる外部ローラと、を有し、前記回転体は前記加熱ニップ部と前記外部ローラの間以外の領域で張力が殆ど掛かっていないことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の像加熱装置によれば、可撓性の回転体に奪われる熱を最小にしつつ、かつ安定した回転体駆動を簡素な機構で実現することが可能となる。
【０００７】
さらに、前記外部ローラを前記回転体の回転方向に対し直交する方向で記録材上の画像が通過する領域外に配置することにより、像加熱範囲における熱の損失を最小にし、効率のよい像加熱装置を実現することが可能となる。
【０００８】
またさらに、前記駆動ローラ周方向において前記外部ローラが前記回転体に接触する位置を、前記回転体と前記駆動ローラの接触開始位置に対してπ／２（ｒａｄ）〜π（ｒａｄ）の範囲内にすることにより、強いニップ圧下においてもより確実な回転体駆動を弱い外部ローラ接触圧で実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
【実施例１】
【００１０】
（１）画像形成装置例
図１は本発明に従う像加熱装置を定着装置として用いた画像形成装置例の概略断面図である。本例の画像形成装置は転写式電子写真プロセスを用いた、レーザービームプリンタである。
【００１１】
１０１は画像形成装置本体、１０２は画像形成装置本体に対して着脱自在のプロセスカートリッジである。このプロセスカートリッジ１０２は主要な電子写真プロセスパーツをユニット化したものである。具体的には、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）１０３、帯電手段としての帯電ローラ１０４、現像手段としての現像装置１０５、感光ドラム面清掃手段としてのクリーニング装置１０６等を内包させてある。
【００１２】
感光ドラム１０３は矢印の時計方向に所定の周速度にて回転駆動される。帯電ローラ１０４はこの回転する感光ドラム１０３の周面を所定の極性・電位に一様に帯電処理する。１０７は像露光手段としてのレーザースキャナユニットである。このレーザースキャナユニット１０７はプリントすべき画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応してオン／オフ変調したレーザー光Ｌを出力して、上記の回転感光ドラム１０３の一様帯電処理面を主走査露光する。これにより回転感光ドラム面にプリントすべき画像情報に対応した静電潜像が書き込まれる。その回転感光ドラム面に書き込まれた静電潜像が現像装置１０５によりトナー画像として現像される。
【００１３】
１０８はトナー画像転写手段としての転写ローラである。この転写ローラ１０７は感光ドラム１０３の下面に当接させて転写ニップ部Ｔを形成させている。感光ドラム面に形成されたトナー画像は引き続く感光ドラム１０３の回転で上記の転写ニップ部Ｔに至る。
【００１４】
１０９は給紙カセットであり、画像形成装置本体１０１の下部に着脱自在である。この給紙カセット１０９内にはカセット内の中板１１０上に記録材（以下、シートと記す）Ｐの束を載置して収容させてある。中板１１０は軸部１１０ａを中心に上下方向に回動自在でかつ上方向に回動付勢されている。これにより中板１１０上に載置したシート束の先端側の上面が給紙ローラ１１１の下面に圧接する。給紙スタート信号に基づいて給紙ローラ１１１が回転駆動されると、給紙カセット１０９内のシートＰが繰り出され、給紙ローラ１１１に当接させた分離パッド１１２によりシート重送が阻止されてシート束の最上位のシートが一枚分離されて給紙カセット１０９内から送り出される。送り出されたシートはカセット給紙パス１１３にガイドされて搬送ローラ対１１４で中継ぎされて転写ニップ部Ｔに搬送される。転写ニップ部Ｔに対するシートＰの搬送は、回転する感光ドラム１０３上のトナー画像の先端部が転写ニップ部Ｔに到達したときにシートＰの先端部も丁度転写ニップ部Ｔに到達するような制御されたタイミングでなされる。
【００１５】
そして、シートＰは転写ニップ部Ｔを挟持搬送されていき、その間、転写ローラ１０８にはトナーの帯電極性とは逆極性の所定の転写バイアスが印加される。これにより回転感光ドラム１０３面側のトナー画像がシートＰ面側に順次に静電転写されていく。
【００１６】
転写ニップ部Ｔを出たシートＰは回転感光ドラム１０３面から分離され、搬送ガイド１１５にガイドされて、後述する定着装置１１６に導入される。この定着装置１１６によりシートＰ上の未定着のトナー画像が順次に加熱定着される。定着装置１１６を出たシートＰは排紙第１ローラ対１１７→排紙パス１１８→排紙第２ローラ対１１９を通って画像形成装置上面の排紙トレイ１２０の排紙積載面に画像形成物（プリント）として排出される。
【００１７】
また、転写ニップ部Ｔにおいてシート分離後の回転感光ドラム面はクリーニング装置１０６により転写残トナー等の残留物の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供される。
【００１８】
（２）定着装置１１６
図２〜図６により定着装置１１６の構成を説明する。ここで、各図の構成部材に付した符号の副記号ＲとＬは、定着装置１１６を記録材の搬送方向上流側から見て右側にある部材と左側にある部材を示すものである。
【００１９】
図２は図１に示した定着装置１１６の詳細を示した断面図である。図３は更にその要部の拡大図である。図２と図３において、１は加熱ニップ部Ｎの画像側に配置された、略フラット状の接触面をもつ発熱体（請求項９に記載の挟み込み部材の一方、請求項１２に記載の発熱体に対応する）である。発熱体１は例えばセラミックヒータである。この略フラット状の接触面をもつ発熱体１により加熱ニップ部Ｎは略フラットな形状である。２は発熱体１を保持するヒータホルダである。３はヒータホルダ２の形状を安定させる補強材である定着ステーである。４は発熱体１とヒータホルダ２に対し、その内周を接した状態で回動可能な定着フィルム（請求項１０に記載の第２の可撓性回転体に対応する）である。この定着フィルム４は、厚さ３０〜６０μｍのポリイミド円筒フィルムにふっ素コートを施した部品を用いるのが好適である。定着フィルム４は記録材Ｐの片面に画像を形成するとき記録材Ｐの画像と接触する。
【００２０】
５Ｒは定着フィルム４の形状を決めつつ、定着ステー４と接触している右側定着フランジである。６Ｒは右側定着フランジ５Ｒに接触した右側定着加圧板である。７Ｒは右側定着フランジ６Ｒの姿勢を決め、かつ定着関連の複数部品の取り付け材となる右側定着側板である。８Ｒは、図２と図３には表れない付勢手段の固定端側を保持する右側加圧バネ受けである。
【００２１】
１０は定着フィルム４を介して前記付勢手段による付勢力を受けて発熱体１を支え、加熱ニップ部Ｎの非印字側を規定する、略フラット状の接触面をもつ加圧パッド（請求項９に記載の挟み込み部材の他方に対応する）である。１１は加圧パッド１０を保持する加圧パッドホルダーである。１２は加圧パッドホルダー１１を支持する加圧ステーである。１３はその内周に加圧パッド１０が接している加圧フィルム（請求項１に記載の可撓性の回転体に対応する）である。この加圧フィルム１３は、厚さ３０〜１００μｍのポリイミド円筒フィルムにふっ素コートを施した部品を用いるのが好適である。上記ポリイミドフィルムとふっ素コートの間にシリコンゴムコートを施した部品も、使用可能である。
【００２２】
本実施例においては、加熱ニップ部Ｔは加圧フィルム１３の内周面側及び外周面側にそれぞれ設けられた挟み込み部材としての加圧パッド１０と発熱体１により形成されている。
【００２３】
１４は加圧フィルム１３の内周に接し、かつその回転で加圧フィルム１３を図中左手方向の記録材搬送方向に回動させる内周駆動ローラ（請求項１に記載の駆動ローラに対応する）である。１４ａは、この内周駆動ローラ１４において、加圧フィルム１３に摩擦による駆動力を生じさせる内部ローラゴム層、１４ｂは内周駆動ローラの芯金である内周駆動芯金である。この内周駆動芯金１４ｂは、本実施例においては、少なくとも内部ローラゴム層１４ａが巻かれている範囲のほとんどが中空材料で構成されている。
【００２４】
１５は加圧フィルム１３の外周側から、内周駆動ローラ１４の方向に付勢された外部駆動ローラ（請求項１に記載の外部ローラに対応する）である。この外部駆動ローラ１５は内周駆動ローラ１４と略等周速で回転するように構成されている。１５ａＲは外部駆動ローラ１５の右側に取り付けられた右側外部ローラゴム、１５ｂは外部駆動ローラ１５の芯金である外部駆動芯金である。１６Ｒは外部駆動芯金１５ｂを保持する右側外部ローラ軸受である。１７Ｒは右側外部ローラ軸受１６Ｒを内周駆動ローラ１４中心の方向に付勢する右側外部加圧バネである。１８Ｒは右側外部加圧バネ１７Ｒの固定端側を保持する右側外部バネ受けである。１９は右側外部バネ受け１８Ｒと右側外部ローラ軸受１７Ｒの位置および可動方向を決めつつ保持する外部ローラ保持部材である。
【００２５】
２０は加圧フィルム１３が外部駆動ローラ１５と内周駆動ローラ１４のニップを抜けた後、加圧パッド１０に戻る際の軌跡を規定する加圧フィルム入り口ガイド（請求項８に記載のガイド部材）である。上記加圧フィルム入り口ガイド２０は固定であり、摺擦による摩擦力が発生することによる微細な影響を除くと、付勢手段等を使ったフィルムの張力を加える構成とはなっていない。すなわち、この定着装置は、加圧フィルム１３の内周面側の内周駆動ローラ１４から加熱ニップ部Ｎまでの領域に加圧フィルム１３の移動を案内するガイド手段としての加圧フィルム入り口ガイド２０を有し、加圧フィルム１３はこのガイド２０によって張力を掛けられていない。
【００２６】
図４は定着装置１１６を図２に示した矢印Ｖ１の方向から見た側面図である。５Ｌは左側定着フランジ、６Ｌは左側定着加圧板Ｌ、７Ｌは左側定着側板、８Ｌは左側加圧バネ受け、１５ａＬは左側外部ローラゴム、１６Ｌは左側外部ローラ軸受、１７Ｌは左側外部ローラ軸受１６Ｌを内周駆動ローラ１４中心の方向に付勢する左側外部加圧バネ、１８Ｌは左側外部加圧バネ１７Ｌの固定端側を保持する左側外部バネ受けである。
【００２７】
また９Ｒと９Ｌはそれぞれ右側定着加圧板６Ｒ、左側定着加圧板６Ｌを付勢する右側定着加圧バネと左側定着加圧バネである。
【００２８】
２１は発熱体１に電力を供給するためのコネクタであり、このコネクタと結合した束線は本実施例においては簡単のため記載していないが、このコネクタ２１を介して発熱体１は、図示しない制御基板により電源供給制御を受けることとなる。
【００２９】
２２は図示しない駆動源からの駆動を受ける定着入力ギヤである。２３は一方のギヤが定着入力ギヤ２２とかみ合った段ギヤである。２４は内周駆動芯金１４ｂと一体に回転するようにその一端に組みつけられ、かつ段ギヤ２３の他方のギヤとかみ合った内周駆動ギヤである。２５は内周駆動ギヤ２４の反対側の内周駆動芯金２４の端部に組みつけられた内周駆動伝達ギヤである。２６は外部駆動芯金１５ｂに組みつけられ、かつ内周駆動伝達ギヤ２５とかみ合った外部駆動ギヤである。これらの駆動系により、外部駆動ローラ１４と外部駆動ローラ１５は同期し、かつほぼ等周速で回転することとなる。
【００３０】
図５は、本実施例の定着装置を記録材搬送方向下流側上方よりみたときの斜視図である。図に示したとおり、左側外部ローラゴム１５ａＬと右側外部駆動ローラゴム１５ａＲは、ほぼ両端に配置されており、それぞれの内側の端面は、本実施例で用いられる最大紙幅よりも外側か、最大紙幅の５ｍｍ内側より外に配置され、通紙範囲、もしくは画像形成範囲の加圧フィルム１０の熱を奪わないように構成されている。
【００３１】
すなわち、本実施例の定着装置においては外部駆動ローラは加圧フィルム１３の回転方向に対し直交する方向で記録材上の画像が通過する領域外に配置されている。あるいは外部駆動ローラは加圧フィルム１３が外部駆動ローラから離れる位置付近に配置されている。
【００３２】
図６は本実施例の定着装置の加圧フィルム１０の駆動に関与する部品のみを示した、記録材搬送方向上流側上方から見た斜視図である。同図に示すとおり、内周駆動ローラ１４の内周駆動ゴム１４ａは加圧フィルム１０の全幅と等しいか広い範囲に設置されている。また、加圧フィルム入り口ガイド２０は、加圧フィルム１０から奪う熱量を最小にするため、リブにより加圧フィルム１０接触面を構成している。この加圧フィルム入り口ガイド２０は、熱伝達の低いプラスチック材料で構成されていることが望ましい。
【００３３】
以上の構成の元で、画像形成および粉体であるトナーで形成された画像の記録材上への定着は以下のようにして行われる。給紙カセット１０９（図１）の中板１１０上に積載された記録材であるシートＰは、給紙ローラ１１１の回動により、摩擦力を受けて給送される。この際に複数枚のシートが給送され始めた場合、最上位の一枚を除いたシートは分離パッド１１２の摩擦力により進行が停止させられ、その結果、１枚のシートのみがカセット給紙パス１１３内を進行していく。搬送ローラ対１１４の搬送力を受けてシートは感光ドラム１０３と転写ローラ１０８との転写ニップ部Ｔの方向に搬送される。シート搬送の進行に伴って、図示しない先端検知手段が所定の位置にシート先端が到達したことを検知すると、レーザースキャナーユニット１０７がレーザー光Ｌで感光ドラム１０３上に潜像書き込みを開始する。カートリッジ１０２内の現像機構が、上記潜像をトナーによって現像化し、このトナーが転写ローラ１０８のバイアスによってシートに転写される。未定着トナーｔ（図３）を保持したシートＰは、搬送ガイド１１５に沿って搬送され、定着装置１１６にその先端が到達する。
【００３４】
定着の過程については図２〜４を用いて説明する。未定着トナーｔを保持するシートＰは、定着フィルム４と加圧フィルム１３とで形成された加熱ニップ部に入り込む。定着フィルム４は左右の定着加圧バネ９Ｌ・９Ｒにより発熱体１より図上下方向に付勢されている。加圧フィルム１３は左右の外部加圧バネ１７Ｌ・１７Ｒにより付勢された外部駆動ローラ１５の摩擦力と、内周駆動ローラ１４の摩擦力をうけて回動する。加圧フィルム１３の回動に伴い定着フィルム４も回動するため、加熱ニップ部Ｎに入り込んだシートＰは、加圧フィルム１３から摩擦力を受けて加熱ニップ部Ｎ内を進行する。この際には、発熱体１から定着フィルム４を介して熱が伝えられ、トナーが溶融する。この際の加熱制御は、図示しない温度検知手段の検知状況に応じて図示しない制御基板によって制御されている。溶融したトナーは左右の定着加圧バネ９Ｌ・９Ｒによる定着圧でシートに押し付けられ、密着して定着される。その後加圧フィルム１３にシートは搬送されて定着装置１１６の下流に搬送されていく。
【００３５】
定着後の過程については、再び図１の符号をもって説明する。シート先端は排紙第１ローラ対１１７にニップされ、排紙パス１１８内を通過した後、排紙第２ローラ対１１９の搬送力を受けて機外に排出され、排紙トレイ１２０の排紙積載面に積載されていく。
【００３６】
次に、加圧フィルム駆動手段の特徴について説明する。加圧フィルム１３が加圧パッド１０に支持されている範囲の下流端の点、または線に対して、内周駆動ローラ１４が加圧フィルム１３と接触する範囲は張力が加わっているが、それ以外の範囲の加圧フィルム１３には、張力を加える機構はない。これにより、加圧フィルム１３を駆動する機構として、より小型で重量や熱容量の少ない構成をとることができる。また、加圧フィルム１３が加圧パッド１０に支持されている範囲の下流端の点、または線に対して、内周駆動ローラ１４が加圧フィルム１３と最初に接触する点または線の位置が、発熱体１と加圧パッド１０とで形成されるニップ直線または平面上か、加圧フィルム側に角度にして１０°以内の範囲に配置されている。この結果、加圧フィルム１３を引き抜く際に生ずる張力が、左右の定着加圧バネ９Ｌ・９Ｒにより生ずる発熱体１が定着フィルム４を介してシートに圧接する定着圧に影響を与えず、かつ加圧パッド１０による摩擦力が加圧フィルム１３に強く働かないこととなる。
【００３７】
すなわち、本実施例の定着装置においては、加圧フィルム１３の加熱ニップ部Ｎの加圧フィルム回転方向終端から内周駆動ローラ１４との接触開始位置までの領域と、加熱ニップ部Ｎを含む仮想面と、の成す角度は０〜１０°の範囲で設定される。
【００３８】
また、内周駆動ローラ１４の周方向において外部駆動ローラ１５が加圧フィルム１３に接触する位置は、加圧フィルム１３と内周駆動ローラ１４の接触開始位置に対してπ／２（ｒａｄ）〜π（ｒａｄ）の範囲内にする。これにより外部駆動ローラ１５の押圧力を初期圧とした巻きつき効果による強い摩擦力を、加圧フィルム１３と内周駆動ローラゴム１４ａとの間で作用させることができる。本実施例では、外部駆動ローラ１５が加圧フィルム１３を介して内部加圧ローラ１４を押圧するポイントを、上記内周駆動ローラ１４が加圧フィルム１３と最初に接触する点または線の位置に対して、略１８０°回転した位置に配置した結果、外部駆動ローラ１５押圧力を初期圧とした巻きつき効果による強い摩擦力を、加圧フィルム１３と内周駆動ローラゴム１４ａとの間で作用させることができる。
【００３９】
その理論式は、以下のとおりである（加圧フィルム１３は厚さ０．２ｍｍ程度と非常に軽いため、質量成分については計算に組み入れない）。
【００４０】
Ｔ＝μＰ０・ｅμθ
Ｔ：加圧フィルム１３に加わる引き抜き張力
μ：内周駆動ローラゴム１４ａと加圧フィルム１３間の摩擦係数
Ｐ０：外部駆動ローラ１５の圧接力
θ：加圧フィルム１３の内周駆動ローラ１４に対する巻きつき角（ｒａｄ）
・・図１では１８０°＝πｒａｄ
また、この結果より、左右の外部駆動ローラゴム１５ａＬ・１５ａＲは、内周駆動ローラ１４の幅全域に触れる必要は無くなり、図５に示すようにほぼ両端に配置されており、それぞれの内側の端面は、最大紙幅よりも外側か、最大紙幅の５ｍｍ内側より外に配置され、通紙範囲、もしくは画像形成範囲の加圧フィルム１０の熱を奪わないように構成することが可能となる。
【００４１】
また、この構成を用いることにより、張力の加わる範囲は略平面状況に加圧フィルム１３があり、かつこれ以外の領域に張力を加える必要がない。したがって、フィルム・ベルトを用いる機構の多くで必要となるテンショナー機構の採用が不要となり、加圧フィルム１３が加圧パッド１０に入り込むまでの経路を決定するための加圧フィルム入り口ガイド２０を設けるのみでよい。また、この加圧フィルム入り口ガイド２０と加圧フィルムは常時接触しているわけではないので、熱損失を最小にするために図６に示すとおりリブ形状を採用しつつ、低熱伝導率の材料で構成することが容易である。
【００４２】
実験データとしては、外部加圧バネの総圧が３０Ｎ以下の条件でも、定着圧総圧１５０Ｎの条件下で加圧フィルム１３を駆動回動することが可能であった。
【００４３】
以上の構成の元で、以下のような効果が得られる。
【００４４】
１）加圧パッドから内部ローラに渡る範囲以外の加圧フィルムに張力を加えるようなテンショナー機構をもたない構成、かつ画像が通る範囲外の端部のみ接触する外部駆動手段、内周側を駆動する内周駆動手段のみで加圧フィルム駆動を実現する構成を採用したことにより、定着装置の低熱量化、印字範囲より奪われる熱損失低減化が可能となる
２）約πｒａｄという角度の範囲で内部ローラに加圧フィルムを巻きつけて加圧フィルムを駆動する構成、かつ、外部ローラの位置を加圧フィルムが内部ローラから離間する位置付近に配置した構成、加圧フィルムをニップより直線的に引き抜く構成の三つをとったことにより、より低い初期力で強い定着ニップ圧下の加圧フィルム、定着フィルムを駆動することが可能となる。
【００４５】
３）機構がシンプルになり、ばらつきが少なく、生産性の高いフィルム定着装置を実現できる。
【００４６】
４）略フラットな形状を持った加圧パッドで、略フラットな形状を持ち、かつ押圧された加熱体を支持する構成で、かつ加熱フィルム、加圧フィルムを挟み込むことで加熱ニップ部を構成したことにより、ニップ幅のばらつきの少ない定着装置を実現することが可能となる。
【００４７】
５）加圧フィルムが内周駆動ローラに巻きつくために、巻きついている範囲のフィルムの剛性が高い状態で、フィルムを引き出す方向が決められるため、内周駆動ローラの姿勢精度を管理することにより、フィルムがフィルム駆動方向に直角の方向に移動するフィルム寄り現象を構成で抗制することが可能となる。
【実施例２】
【００４８】
図７から図１０は、本発明の第２の実施例を示している。本実施例では、発熱体を有する定着フィルムユニットに本発明を適用した場合とその効果について説明する。
【００４９】
図７・図８における、６Ｒ、１１〜２０は実施例１と同等の部品を示している。同図において、３０は加熱ニップ部Ｎの画像側を規定する、略フラット状の接触面をもつ発熱体（請求項９の外周面側の挟み込み部材に対応する）である。３１は発熱体３０を保持するヒータホルダである。３２は定着フィルムである。３３は定着フィルム入り口ガイドである。３４はヒータホルダ３１の姿勢を規制し、かつ剛性を出す定着ステーである。３５Ｒは定着ステー３４を保持した右側ステーホルダである。３６Ｒは本実施例における右側定着側板である。３７は定着内部ローラ、３７ａは定着内部ローラ３７のゴム表層部、３７ｂは定着内部ローラ３７の定着内部ローラ芯金である。定着内部ローラ芯金３７ｂは、中空軸で構成されている。３８は定着外部ローラ、３８ａＲは定着外部ローラ３８の右側ゴム表層部、３８ｂは定着外部ローラ３８の定着外部ローラ芯金である。３９Ｒは定着外部ローラ芯金３８ｂを保持する右側定着外部ローラ軸受である。４０Ｒは右側定着外部ローラ軸受３９Ｒを定着内周駆動ローラ３７中心の方向に付勢する右側輪定着外部加圧バネである。４１は定着外部加圧バネＲ４０Ｒの固定端側を保持する定着外部バネ受け板である。４２Ｒは定着外部バネ受け板４１に組みつけられた、右側定着外部ローラ軸受３９Ｒの位置および可動方向を決めつつ保持する右側定着外部ローラ保持部材Ｒである。
【００５０】
図９は、本実施例におけるフィルム駆動用ローラの駆動伝達経路を説明する図であり、同図において、４３は、定着内部ローラ３７の一端に保持された定着内部ギヤであり、４４は定着外部ローラ３８の一端に保持された定着外部ギヤである。本図によって、加圧フィルム１３、定着フィルムｂ３２を駆動する各ローラへの駆動伝達経路は自明である。
【００５１】
図１０は本実施例における定着フィルム３２、加圧フィルム１３をはずした状況でのユニットを上方斜めから見た斜視図である。これまでの符号の末尾につけたＲは上流方向から見て右側にあることを示しており、本図における末尾Ｌは上流方向から見て左側にあることを示している。３５Ｌは左側ステーホルダであり、３６Ｌは本実施例における左側定着側板ｂＬである。３８ａＬは定着外部ローラ３８の左側ゴム表層部であり、３９Ｌは左側定着外部ローラ軸受である。４０Ｌは左側定着外部加圧バネであり、４１は定着外部バネ受け板であり、４２Ｌは左側定着外部ローラ保持部材である。
【００５２】
以上の構成の元での定着動作は、実施例１で示した動作とほぼ同じであるが、定着フィルム３２の駆動が、実施例１においては加圧フィルム１３からの摩擦力によっていたのに対して、定着内部ローラ３７の回動による摩擦力でおこなわれる点、ヒータホルダ３１の小型化された点、図１０に示すように、テンショナー機構を採用せずに、外部定着ローラを端部のみ定着フィルム３２を押し付けるように配置した点、転写ガイド１０７（図１）上を搬送されるシート先端を呼び込む入り口形状を、定着フィルム入り口ガイド３３により形成した点が異なっている。
【００５３】
なお、本実施例における定着フィルム３２が最小に定着内部ローラ３７と接触する点、または線と、外部定着ローラ３８と加圧フィルム３２とが接触する点または線が、定着内部ローラ３７の回転中心に対してなす角は１０５°となっている。この角度については、９０°以上であれば、緩み無く定着フィルム３２を内部定着ローラに巻きつけて回転させることができ、フィルム寄り防止効果がある。
【００５４】
以上の構成の元では、以下のような固有の効果を得ることが可能となる。
【００５５】
１）１０℃以下の低温環境や、高湿度環境下に放置されることによる９％を超える水分量を含んだ高吸湿紙使用時においても、ばらつきのない安定した定着フィルム・加圧フィルムの回動とシート定着搬送が可能となる。
【００５６】
２）ヒータホルダの小型化が可能となり、発熱体裏からの熱の損失が減少する
３）定着フィルム駆動を行う定着装置をより小型で、簡単・安価な構造で提供することが可能となる
【実施例３】
【００５７】
図１１・図１２は本発明の第３の実施例を示す図であり、同図において６Ｒ、１１〜２０は実施例１と同等の部品を示している。また同図において、５０は加熱ニップ部の画像側を規定する定着ローラ（請求項９に記載の挟み込み部材の一方、請求項１３に記載のローラ形状に対応する）である。５０ａは定着ローラ５０の外周に施されたシリコンゴム層と、その外面に設置されたトナーを剥離する剥離層であり、５０ｂは上記シリコンゴム層がその外面に固定され、かつその内面に光を吸収して熱に変換する効率の高い塗装を施した定着ローラ芯金である。５１はハロゲンヒータやカーボンランプヒータからなる光源である。５２Ｒは、定着ローラ芯金５０ｂを軸支し、かつ光源５１を保持可能な右側定着端部ホルダーである。６Ｒは、本実施例においては右側定着端部ホルダー５２Ｒに接触し、図示しない加圧バネ手段の力を右側定着端部ホルダー５２Ｒを介して、定着ローラ５０に伝えて定着圧とする右側定着加圧板である。これまでの符号の末尾につけたＲは上流方向から見て右側にあることを示しており、上流方向から見て左側に同等部品が配置される。
【００５８】
以上の構成のもとでは、以下のような効果を得ることが可能となる。
【００５９】
１）光源の周囲に駆動機構を設ける必要が無いため、機構上単純化が可能となる
２）定着ローラが従動の構成となるため、芯金の小径化、薄肉化が可能となり、より小型のローラ定着器が実現可能となる。その結果、立ち上げ時間の短い定着ローラ式定着装置を実現可能となる
３）定着ローラに対向する部材が加圧パッドとなるため、ニップ幅は加圧パッド１０の幅と硬度で決まるため、設計自由度が大きく、同一の定着構成の光源５１、加圧パッド１０および加圧パッドホルダー１１の交換で、幅広い搬送速度の定着器を実現できる。
【００６０】
ここで、本発明の像加熱装置は実施例の定着装置としての使用に限られず、画像を担持した記録材を過熱してつや等の表面製を改質する像加熱装置、仮定着処理する像加熱装置等としても使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施例の定着装置を搭載した画像形成装置の概略断面図
【図２】第１の実施例となる定着装置の主断面図
【図３】更にその要部の拡大図
【図４】図２の矢印Ｖの方向から見た定着装置の斜視図
【図５】定着装置を下流上方からみた斜視図
【図６】定着装置のフィルム駆動機構の構成を提示する斜視図
【図７】第２の実施例となる定着装置の主断面図
【図８】更にその要部の拡大図
【図９】定着装置の両フィルム駆動ローラ間の駆動ギヤ列を示す図
【図１０】定着装置の定着フィルム駆動機構の構成を提示する斜視図
【図１１】第３の実施例となる定着装置の主断面図
【図１２】更にその要部の拡大図
【符号の説明】
【００６２】
１‥‥発熱体、２‥‥ヒータホルダ、３‥‥定着ステー、４‥‥定着フィルム、５Ｒ・５Ｌ‥‥左右の定着フランジ、６Ｒ・６Ｌ‥‥左右の定着加圧板、７Ｒ・７Ｌ‥‥左右の定着側板、９Ｒ・９Ｌ‥‥左右の定着加圧、１０‥‥加圧パッド、１１‥‥加圧パッドホルダー、１２‥‥加圧ステー、１３‥‥加圧フィルム、１４‥‥内周駆動ローラ、１４ａ‥‥内部ローラゴム、１４ｂ‥‥内周駆動芯金、１５‥‥外部駆動ローラ、１５ａＲ・１５ａＬ‥‥左右の外部ローラゴム、１５ｂ‥‥外部駆動芯金、１７Ｒ・１７Ｌ‥‥左右の外部加圧、２０‥‥加圧フィルム入り口ガイド、２４‥‥内周駆動ギヤ、２５‥‥内周駆動伝達ギヤ、２６‥‥外部駆動ギヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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